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Diese Erfindung betrifft einen elektronischen Schalter oder Umschalter vom Joystick-Typ, der ausgelegt ist, um die korrekte Aktivierung einer oder mehrerer Funktionen oder Funktionalitäten zu garantieren, indem eine kostengünstige Lösung mit einer geringen Zahl an Komponenten implementiert wird.
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Durch die Nutzung einer mechanischen Lösung und in ihrer bevorzugten Ausführungsform einer Vielzahl an Silikonkuppen ermöglicht diese Lösung die geeignete Aktivierung der ausgewählten Funktion oder Funktionalität und verhindert die versehentliche Aktivierung anderer durch denselben elektronischen Umschalter implementierter Funktionalitäten.
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Im Kfz-Bereich sind elektronische Umschalter vom Joystick-Typ bekannt, die einen Hebel umfassen, der mittels eines Bediengriffs betätigt wird und einen Schlitten zieht, auf dem die elektrischen Kontakte montiert sind, die die Umschaltung durchführen. Die Nutzung von Schleifkontakten verursacht sowohl eine Erhöhung des erzeugten Lärms als auch die Notwendigkeit, die Schaltwege der großen Vorrichtungen zu implementieren, um die korrekten Umschaltungen zu ermöglichen.Dieser Lösungstyp erfüllt die Marktanforderungen nicht, in deren Rahmen außer der Erzeugung von Klängen, die keine metallischen Klänge sind, Kräfte gefordert werden, die zur Umschaltung auszuüben sind, sowie sehr kurze Schaltwege, um die Umschaltung zu garantieren.
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Die Offenlegungsschrift
DE 10 2012 019 387 A1 beschreibt ein druck- und drehbetätigbares Bedienelement für ein Kraftfahrzeug, insbesondere Lenkradbedienelement, mit einem walzenförmigen, auf einem Lagerbock drehbar gelagerten Eingabeelement, wobei das Eingabeelement eine Drehbetätigung auf eine Codescheibe überträgt, die mit einem Sensor zusammenwirkt, wobei der Lagerbock sich auf den Betätigungselementen mehrerer Schaltelemente abstützt, und wobei eine Druckbetätigung des Eingabeelements wenigstens eines der Schaltelemente betätigt, wobei der Lagerbock an einem kastenförmigen Träger verschwenkbar gelagert ist, wobei der kastenförmige Träger gegen ein den Träger kastenartig umgebendes Gehäuse parallel verschiebbar ist, wobei ein Schaltelement relativ zum Gehäuse fix angeordnet ist, welches durch eine Verschiebung des Trägers gegen das Gehäuse betätigbar ist, und wobei mindestens eine mit dem Lagerbock und mit einer am Gehäuse angeordneten Sperrnut zusammenwirkende Sperrklinke die Verschiebung des Trägers gegen das Gehäuse nur in der gegen den Träger unverschwenkten Stellung des Lagerbocks ermöglicht. Dem erfindungsgemäßen druck- und drehbetätigbaren Bedienelement sind drei druckbetätigbare Schaltfunktionen zugeordnet, deren gemeinsame Betätigung ausgeschlossen ist.
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Die Gebrauchsmusterschrift
DE 20 2008 008 259 U1 beschreibt einen Joystick mit Rückstellkräfte bewirkenden Federn, der über zwei zueinander senkrecht stehende Achsen gleichzeitig verkippbar ist. Der Joystick hat erste Mitteln zur Lagerung eines Sticks und zur Bewirkung von Kräften gegen ein Verkippen des Sticks, zumindest auch um eine bestimmte Achse, die einen Stick mit mindestens einem Vorsprung umfassen, der sich in Längsrichtung des Sticks erstreckt und den Umriss eines durch die halbe Dicke des Sticks reduzierten Halbkreises hat und gleitend in einer der Form des Vorsprungs angepassten Nut gefuhrt ist, die in mindestens einem drehbar in einem Gehäuse des Joysticks (100) gelagerten Bewegungsmodul (4) mit einer Drehachse vorgesehen ist, deren gedachte Verlängerung die Längsachse des Sticks (1) schneidet und die von der Seite betrachtet senkrecht zu dieser verläuft, wobei mindestens ein Federelement (5) vorgesehen ist, dessen Kraft gegen ein Verdrehen des mindestens einen Bewegungsmoduls (4) aus einer Ausgangsstellung wirkt und auch andere Mittel vorgesehen sind, die eine Kraft gegen ein Verkippen des Sticks (1) aus einer Ausgangsstellung zumindest auch um die senkrecht zu oben genannter Achse stehende Achse bewirken.
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Im Kfz-Bereich wird zunehmend gefordert, dass diese elektronischen Joystick-Umschalter in der Lage sind, mehrere Funktionen oder Funktionalitäten auf der Grundlage der vom Bediengriff vollführten Bewegungsart zu aktivieren, indem entsprechend ein oder mehrere elektronische Kreisläufe aktiviert werden.
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Normalerweise sieht dieser Joystick-Umschalter mindestens zwei Bewegungsarten von einem oder mehreren seiner Abschnitte vor, insbesondere: eine geradlinige Bewegung entlang der vertikalen Schubachse des Griffs und eine Schwenkbewegung des Griffs, normalerweise entlang zweier, zueinander senkrecht verlaufender Achsen. Darüber hinaus kann der Joystick-Umschalter auch eine Drehbewegung von mindestens einem Teil des Griffs umfassen.
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Der Markt fordert zunehmend sichere elektronische Umschalter, die fehlerhafte Kontakte oder versehentliche Aktivierungen von Funktionen oder Funktionalitäten aufgrund einer versehentlichen und/oder unkoordinierten Bewegung des Griffs vermeiden.
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Beispielsweise wird gefordert, dass bei der Neigungs- oder Kippbewegung des Griffs die Aktivierung von Funktionen oder Funktionalitäten vermieden wird, die mit einer anderen Bewegungsart verbunden sind, beispielsweise einer geradlinigen Schubbewegung und/oder einer Drehbewegung des Griffs.
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Normalerweise wird der Joystick-Umschalter im Kfz-Bereich eingesetzt, um die seitlichen Rückspiegel der Fahrzeuge wie beispielsweise Pkw, Wohnmobile, Lkw usw. zu regeln. Zudem wird diese Art von Umschalter zur Bedienung zahlreicher anderer Vorrichtung im Fahrzeug verwendet, die fahrzeugabhängig auch auf der Grundlage dessen Typs oder Klasse variieren können.
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Gegenwärtig versuchen elektronische Umschalter, die Aktivierung von anderen Bewegungsarten angehörenden Funktionen oder Funktionalitäten im elektronischen Modus zu vermeiden, indem entsprechend die elektrischen Signale verarbeitet werden, die infolge der Bewegung des Griffs erhalten werden. Diese Art des Ansatzes erfordert eine Implementierung eines elektronischen Steuerungsverfahrens, das elektronische Ressourcen zuordnet und an sich eine Latenzzeit aufweist, in der die empfangenen Daten verarbeitet und auf deren Grundlage eine Entscheidung hinsichtlich der zu aktivierenden Funktionen und Funktionalitäten getroffen wird.
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Diese Latenzzeit kann für den Nutzer, der eine sofortige Rückmeldung hinsichtlich der gewünschten Funktion oder Funktionalität auch bei nicht koordinierter Bewegung des Griffs haben möchte, lästig oder unerwünscht werden.
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Der Umschalter muss zudem eine sensorische Rückmeldung infolge einer jeden am Griff vollzogenen Bewegung liefern. Die gelieferte Rückmeldung muss sich je nach Art der am Griff vollzogenen Bewegung unterscheiden lassen und dem Nutzer erlauben, anhand der Berührung zu verstehen, ob die gewünschte Funktion aktiviert wurde oder nicht.
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Die gegenwärtig bekannten Lösungen liefern eine sensorische Rückmeldung, die durch einen entsprechend betätigten Steller erzeugt wird. Diese Lösung ist zwar äußerst flexibel, erfordert aber eine hohe Zahl an elektrischen und elektronischen Komponenten sowie die Implementierung eines Steuerkreises, was die Kosten für die Konstruktion und Herstellung erhöht.
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Aufgabe dieser Erfindung ist es, einen Joystick-Umschalter bereitzustellen, der mittels eines mechanischen Systems ermöglicht, die Aktivierung verschiedener Funktionen oder Funktionalitäten zu vermeiden, die mit unterschiedlichen Bewegungsarten des Griffs assoziiert sind, sodass der Umschalter den neuen Anforderungen des Kfz-Markts angepasst wird. Der Umschalter ist zudem so implementiert, dass er eine Vielzahl an Silikonblasen umfasst, die in der Lage sind, die erforderlichen Kräfte, den Hub der Mechanismen zu optimieren und zudem den Lärm zu reduzieren.
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Diese Erfindung reduziert zudem die Zahl der Komponenten zur Herstellung des Umschalters und erleichtert dessen Montage.
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Ein Aspekt dieser Erfindung betrifft die Bereitstellung eines Joystick-Umschalters, aufweisend die Eigenschaften gemäß dem beigefügten Patentanspruch 1.
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Die weiteren Eigenschaften sind in den abhängigen Patentansprüchen enthalten.
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Die Eigenschaften und Vorteile des Umschalters gehen deutlich und offensichtlich aus der nachfolgenden Beschreibung verschiedener Ausführungsformen sowie den Figuren hervor. Es zeigen:
- • 1 eine Explosionsdarstellung einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Joystick-Umschalters;
- • 2A, 2B, 2C und 2D in unterschiedlichen Ansichten eine mögliche Ausführungsform des erfindungsgemäßen Joystick-Umschalters in einer Ruhekonfiguration. Insbesondere zeigt 2A eine Draufsicht des Umschalters, 2B einen Schnitt des Umschalters aus 2A gegenüber der vertikalen Ebene A-A, 2C den Umschalter aus Figura 2A im Schnitt gegenüber der vertikalen Ebene B-B, 2D eine Vergrößerung der zwei ersten Bindungselemente;
- • 3A und 3B einen Schnitt des Umschalters aus 2A gegenüber der Ebene B-B beim Wechsel in eine Betriebsschubkonfiguration. Insbesondere zeigt Figura 3A den Umschalter in einer Zwischenkonfiguration zwischen der Ruhekonfiguration und der Schubkonfiguration, 3B den Umschalter in der Betriebsschubkonfiguration;
- • 4A und 4B einen Schnitt des Umschalters aus 2A gegenüber der Ebene B-B beim Wechsel in eine Betriebsneigungs- oder -kippkonfiguration. Insbesondere zeigt Figura 4A den Umschalter in einer Zwischenkonfiguration zwischen der Ruhekonfiguration und der Neigungskonfiguration, 4B den Umschalter in der Betriebsneigungskonfiguration;
- • 5A, 5B und 5C Schnitte einer anderen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Umschalters. Insbesondere zeigt Figura 5A einen Ausschnitt des Umschalters in einer Betriebsruhekonfiguration, 5B einen Ausschnitt des Umschalters in einer Betriebsschubkonfiguration, 5C einen Ausschnitt des Umschalters in einer Betriebsneigungskonfiguration.
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Unter Bezugnahme auf diese Figuren eignet sich der elektrische Joystick-Schalter erfindungsgemäß insbesondere für die Aktivierung einer Vielzahl von Funktionalitäten. Der erfindungsgemäße elektronische Umschalter ist besonders geeignet, um im Kfz-Bereich eingesetzt zu werden.
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Zwecks dieser Beschreibung ist unter dem Begriff Funktion oder Funktionalität ein besonderer Vorgang zu verstehen, der mittels eines spezifischen elektronischen und/oder elektromechanischen Kreislaufs ausgeführt wird, in der Lage, einen Vorgang infolge der Umschaltung eines Schalters, der im elektrischen/elektromechanischen Kreislauf enthalten ist, auszuführen.
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Erfindungsgemäß umfasst der elektronische Umschalter: mindestens einen Bediengriff 1, der ausgelegt ist, um vom Nutzer bewegt zu werden, Betätigungselemente 2, die an den Bediengriff 1 gebunden und ausgelegt sind, um mindestens eine Funktion oder Funktionalität je nach der Bewegung des Bediengriffs 1 selektiv zu aktivieren.
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Der elektronische Umschalter umfasst erfindungsgemäß mindestens einen elektronischen Kreislauf 6, umfassend seinerseits eine Vielzahl an Schaltern 62. Diese Schalter 62 sind ausgelegt, um mittels der Betätigungselemente 2 zur Aktivierung oder Deaktivierung einer oder mehrerer Funktionen oder Funktionalitäten je nach Bewegung des Bediengriffs 1 betätigt zu werden.
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Der Umschalter ist ausgelegt, um verschiedene Betriebskonfigurationen einzunehmen, insbesondere mindestens eine Betriebsruhekonfiguration, mindestens eine Betriebsschubkonfiguration, mindestens eine Betriebsneigungs- oder - kippkonfiguration und eventuell mindestens eine Betriebsdrehkonfiguration, indem der Bediengriff 1 entsprechend bedient wird.
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Zwecks dieser Beschreibung wird die Schubkonfiguration erreicht, indem der Bediengriff 1 vorzugsweise entlang einer vertikalen Achse „Z“ gedrückt wird, wobei eine spezifische Funktion oder Funktionalität aktiviert wird.
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Zwecks dieser Beschreibung wird die Neigungs- oder Kippkonfiguration erreicht, indem der Bediengriff 1 geneigt wird, wobei mehrere Funktionen auf der Grundlage der Richtung und Neigungsrichtung des Bediengriffs 1 aktiviert werden.
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Für den Wechsel zwischen der Betriebsruhekonfiguration und der Betriebsschubkonfiguration muss der Bediengriff 1 entlang einer vertikalen Achse „Z“ gedrückt werden. In der bevorzugten, jedoch nicht einschränkenden Ausführungsform kehrt der elektronische Umschalter und entsprechend auch der Bediengriff 1 in die Betriebsruhekonfiguration zurück, wenn der Druck auf den Bediengriff 1 unterbrochen wird.
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Für den Wechsel zwischen der Betriebsruhekonfiguration und der Betriebsneigungskonfiguration muss der Bediengriff 1 gegenüber der vertikalen Achse „Z“ geneigt werden. In der bevorzugten, jedoch nicht einschränkenden Ausführungsform kehrt der elektronische Umschalter und entsprechend auch der Griff 1 in die Betriebsruhekonfiguration zurück, wenn der Schub auf den Bediengriff 1 unterbrochen wird.
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Der elektronische Joystick-Umschalter umfasst erfindungsgemäß mindestens ein mechanisches Bindungselement (71, 72, 73, 75, 76), das ausgelegt ist, um eine Bewegung des Bediengriffs 1 in eine Betriebsschubkonfiguration oder eine Betriebsneigungskonfiguration zu verhindern, wenn der Bediengriff 1 umgeschaltet wird und/oder sich jeweils in der Betriebsneigungskonfiguration oder der Betriebsschubkonfiguration befindet.
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Dieses mindestens eine Bindungselement ist somit in der Lage, fehlerhafte Kontakte oder versehentliche Aktivierungen von Funktionen oder Funktionalitäten aufgrund einer versehentlichen und/oder unkoordinierten Bewegung des Griffs zu vermeiden. Das mindestens eine Bindungselement ermöglicht, dass bei der Neigungs- oder Kippbewegung des Bediengriffs 1 die Aktivierung von Funktionen oder Funktionalitäten vermieden wird, die mit einer anderen Bewegungsart verbunden sind, beispielsweise einer geradlinigen Schubbewegung und/oder einer Drehbewegung des Bediengriffs 1 und umgekehrt.
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In der bevorzugten, jedoch nicht einschränkenden Ausführungsform des elektronischen Umschalters umfassen diese Betätigungselemente 2 erfindungsgemäß: eine Stange 21, die an den Bediengriff 1 gebunden ist und sich fest verbunden mit dem Bediengriff 1 bewegt, ein Gelenkelement 22, in dem die Stange 21, die gleiten kann, axial platziert ist. Dieses Gelenkelement 22 ist ausgelegt, um den Drehpunkt der Elemente zur Betätigung 2 und zur Neigung des Bediengriffs 1 zu definieren.
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Dieses Gelenkelement 22 umfasst eine Bohrung 222, in die die Stange 21 eingefügt ist, die axial gleiten kann.
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Erfindungsgemäß umfassen die Betätigungselemente 2 einen Stellhebel 23. Der Stellhebel 23 ist an das Gelenkelement 22 gebunden. Der Stellhebel 23 ist ausgelegt, um sich entsprechend der Neigung des Bediengriffs 1 zu neigen.
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In einer bevorzugteren Ausführungsform umfassen die Betätigungselemente 2 Schieber 24. Diese Schieber 24 sind mit dem Stellhebel 23 assoziiert. Diese Schieber 24 sind ausgelegt, um durch die Betätigung des Stellhebels 23 bewegt zu werden.
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Die bisher beschriebene Ausgestaltung der Betätigungselemente 2 stellt eine mögliche Ausführungsform zur Implementierung der Betriebsschubkonfiguration und der Betriebsneigungs- oder -kippkonfiguration des Bediengriffs 1 dar, sodass die jeweiligen Schalter 62, die im elektronischen Kreislauf 6 enthalten sind, umgeschaltet werden können, wobei Letzterer beispielsweise auf einer Leiterplatte oder Platine ausgebildet ist.
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In einer ersten möglichen Ausführungsform des elektronischen Joystick-Umschalters umfasst das mindestens eine Bindungselement erste Bindungselemente (71, 72, 73), die ausgelegt sind, um die Bewegung der Betätigungselemente 2 direkt zu verhindern.
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In einer möglichen alternativen Ausführungsform des mindestens einen Bindungselements für den elektronischen Joystick-Umschalter sind zweite Bindungselemente (75, 76) enthalten, die ausgelegt sind, um die Bewegung des Bediengriffs 1 direkt zu verhindern.
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Im Detail umfassen die ersten Bindungselemente in der erste Bindungselemente (71 72, 73) umfassenden Ausführungsform: eine Haltestruktur 71, die ausgelegt ist, um sich mit dem Gelenkelement 22 und einem Stellhebel 23 zu kuppeln, die in den Betätigungselementen 2 enthalten sind, für den Wechsel zwischen der Betriebsneigungskonfiguration und der Betriebsruhekonfiguration.
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Diese ersten Bindungselemente umfassen zudem einen Aufnahmeabschnitt 72. Dieser Aufnahmeabschnitt 72 ist ausgelegt, um einen Abschnitt des Gelenkelements 22 aufzunehmen, sodass die Stange 21 der Betätigungselemente 2 bei der Umschaltung aus der Betriebsruhekonfiguration in die Betriebsneigungskonfiguration des elektronischen Umschalters und beim Erreichen der Betriebsneigungskonfiguration nicht entlang ihrer Längsachse gleiten kann.
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Vorzugsweise ist dieser Aufnahmeabschnitt 72 in der Haltestruktur 71 ausgebildet.
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Dieser Aufnahmeabschnitt 72 verhindert das Gleiten der Stange 21 gegenüber dem Gelenkelement 22 und verhindert dadurch die Umschaltung in die Betriebsschubkonfiguration, wenn der Griff in Richtung der oder in die Betriebsneigungskonfiguration umgeschaltet wird. Daher verhindert dieser Aufnahmeabschnitt 72, dass der elektrische Umschalter in Richtung der Betriebsschubkonfiguration umgeschaltet wird, wenn der Bediengriff 1 bereits umgeschaltet wird oder sich in der Betriebsneigungskonfiguration befindet.
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In einer möglichen bevorzugten, jedoch nicht einschränkenden Ausführungsform umfasst der Aufnahmeabschnitt 72 Führungen, in die die Stange 21 beim Wechsel von und in eine Betriebsneigungskonfiguration eingefügt werden kann. Diese Lösung verhindert, dass Funktionen oder Funktionalitäten aktiviert werden können, die mit Betriebsneigungskonfigurationen in Bezug auf zwei verschiedene Neigungsrichtungen assoziiert sind. Diese Lösung verhindert den Wechsel von einer Betriebsneigungskonfiguration in einer spezifischen Neigungsrichtung in eine andere Betriebsneigungskonfiguration in einer anderen Neigungsrichtung, ohne erneut zumindest teilweise die Betriebsruhekonfiguration zu erreichen.
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Zudem umfassen die ersten Bindungselemente eine erste Bohrung 73. Die erste Bohrung 73 ist ausgelegt, um das Einfügen der Stange 21 bei der Umschaltung aus der Betriebsruhekonfiguration in die Betriebsschubkonfiguration des elektronischen Umschalters und beim Erreichen der Betriebsschubkonfiguration in sie zu ermöglichen.
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Die erste Bohrung 73 ist vorzugsweise in der Haltestruktur 71 ausgebildet. Die erste Bohrung 73 ist entlang der vertikalen Achse „Z“ ausgerichtet. Die erste Bohrung 73 ist vorzugsweise eine Durchgangsbohrung.
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In der Betriebsschubkonfiguration des Umschalters ist die Stange 21 in die erste Bohrung 73 eingefügt. Die erste Bohrung 73 verhindert, dass sich die Stange 21 gegenüber der vertikalen Achse „Z“ neigt. Dadurch wird die Umschaltung in Richtung der Betriebsneigungskonfiguration vermieden. Diese Bindung verhindert entsprechend jede Neigung des Gelenkelements 22 und des Stellhebels 23 und verhindert so die Umschaltung des Bediengriffs 1 in Richtung der Betriebsneigungskonfiguration. Daher verhindert die erste Bohrung 73, dass der elektrische Umschalter in Richtung der Betriebsschubkonfiguration umgeschaltet wird, wenn der Bediengriff 1 bereits umgeschaltet wird oder sich in der Betriebsschubkonfiguration befindet.
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In der bevorzugten Ausführungsform umfasst der elektronische Joystick-Umschalter eine Hülle. Vorzugsweise umfasst diese Hülle eine oberseitige Hülle 81 und eine unterseitige Hülle 82. Im von der Hülle definierten Volumen ist ein Teil des erfindungsgemäßen elektronischen Umschalters enthalten. Von der oberseitigen Hülle 81 geht der Bediengriff 1 ab.
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In einer ersten bevorzugten, jedoch nicht einschränkenden Ausführungsform sind die ersten Bindungselemente in das von der unterseitigen Hülle 82 definierte Innenvolumen eingefügt, da sie an es gebunden sind.
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In einer alternativen Ausführungsform sind die ersten Bindungselemente zumindest teilweise in der Struktur der oberseitigen Hülle 81 enthalten und liegen im Inneren des von der unterseitigen Hülle 82 definierten Volumens.
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In einer weiteren alternativen Ausführungsform sind die ersten Bindungselemente teilweise an die oberseitige Hülle 81 und teilweise an die unterseitige Hülle 82 gebunden.
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Diese ersten Bindungselemente umfassen vorzugsweise zweite Durchgangsbohrungen 74. In diesen zweiten Bohrungen 74 sind die Schieber 24 der Betätigungselemente 2 angeordnet. Diese Schieber 24 sind ausgelegt, um in den zweiten Bohrungen 74 gleiten zu können. Diese zweiten Bohrungen 74 sind ausgelegt, um die Schieber 24 zu führen, wobei diese vorzugsweise parallel zur vertikalen Achse „Z“ ausgerichtet sind.
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In der bevorzugten, jedoch nicht einschränkenden Ausführungsform des elektronischen Joystick-Umschalters ist erfindungsgemäß ein Band 3 enthalten, das erste Blasen 41 und zweite Blasen 42 umfasst. Vorzugsweise sind dieses Band 3 und die Blasen (41, 42) aus Silikonmaterial gefertigt. Dieses Band 3 ist vorzugsweise auf dem elektronischen Kreislauf 6 platziert.
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In einer bevorzugten, jedoch nicht einschränkenden Ausführungsform des Umschalters umfasst der Bediengriff 1 erfindungsgemäß Schubelemente 18. Diese Schubelemente 18 sind ausgelegt, um sich fest verbunden mit dem Bediengriff 1 zu bewegen.
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Die Schubelemente 18 sind ausgelegt, um auf dritte Blasen 43 in der Betriebsschubkonfiguration des erfindungsgemäßen elektronischen Umschalters zu wirken.
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Diese dritten Blasen 43 sind vorzugsweise aus Silikonmaterial realisiert. In der bevorzugten, jedoch nicht einschränkenden Ausführungsform befinden sich die dritten Blasen 43 vorzugsweise auf dem Stellhebel 23 und bewegen sich fest verbunden mit dem Stellhebel 23.
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In einer möglichen, als Beispiel dienenden, jedoch nicht einschränkenden Ausführungsform des erfindungsgemäßen elektrischen Umschalters kann der Bediengriff 1 zwischen einer Betriebsruhekonfiguration und einer Betriebsdrehkonfiguration bewegt werden. In dieser Ausführungsform umfasst der Bediengriff 1 einen Nutring 14. Dieser Nutring 14 ist ausgelegt, um sich um die vertikale Achse „Z“ zu drehen. Der Bediengriff 1 umfasst zudem eine Positionsanzeige 12, die ausgelegt ist, um mit einem Anschlagselement 13 zu interagieren, sodass der Nutring 14 in der Ruhekonfiguration des Umschalters in der gewünschten Position beibehalten wird. Die Anordnung Positionsanzeige 12 und Anschlagselement 13 liefert zudem eine sensorische Rückmeldung während der Bewegung des Nutrings 14 in der Betriebsdrehkonfiguration.
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Erfindungsgemäß kann der elektrische Umschalter zudem ein System zur Erfassung der Position des Nutrings umfassen, beispielsweise einen Drehgeber, der in der Lage ist, die relative Drehung des Nutrings zu ermitteln.
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Im Allgemeinen handelt es sich beim mindestens einen elektronischen Kreislauf 6 vorzugsweise um eine Leiterplatte oder Platine, die eine Vielzahl an elektrischen Bahnen umfasst, auf denen die Schalter 62 ausgebildet sind, die ausgelegt sind, um die den einzelnen Funktionen oder Funktionalitäten zugeordneten elektronischen Kreisläufe selektiv zu öffnen und zu schließen. Diese Leiterplatte kann zudem eine Halterungsfunktion für die im erfindungsgemäßen elektronischen Umschalter enthaltenen Vorrichtungen ausüben.
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Im Allgemeinen werden je nach der Bewegung des Bediengriffs 1 seitens des Nutzers einer oder mehrere Schalter 62 umgeschaltet, die im elektronischen Kreislauf 6 enthalten oder mindestens in einem Abschnitt davon enthalten sind, die jeweils der Funktion oder Funktionalität zugeordnet sind, die mit dieser Bewegung des Bediengriffs 1 assoziiert sind.
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Die Umschaltung des Schalters 62 erfolgt vorzugsweise mittels der Bewegung von einer oder mehreren Blasen (41, 42, 43) seitens der Betätigungselemente 2.
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In einer möglichen Ausführungsform kann der elektronische Kreislauf 6 mehrere Abschnitte umfassen, die elektrisch untereinander verbunden sind und sich an mehreren Orten innerhalb der Struktur des Umschalters befinden können. Beispielsweise können außer einer Leiterplatte andere Abschnitt enthalten sein, bei denen es sich ebenfalls um Platinen oder flexible Flachkabel handeln kann.
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In der bevorzugten Ausführungsform umfasst die Stange 21 einen Stellabschnitt 212, der sich an einem ihrer Enden befindet, insbesondere am unterseitigen Ende, das dem Ende gegenüberliegend angeordnet ist, an das der Bediengriff 1 gebunden ist.
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Zusammenfassend nimmt der elektronische Joystick-Umschalter erfindungsgemäß während seiner Nutzung durch einen Nutzer die folgenden Betriebskonfigurationen ein:
- • Ruhekonfiguration, in der der Bediengriff 1 und die assoziierten Betätigungselemente 2 parallel zur vertikalen Achse „Z“, bei der es sich um die Längsachse des Umschalters handelt, angeordnet sind;
- • Neigungskonfiguration, in der auf den Bediengriff 1 eine Kraft entlang einer Richtung ausgeübt wird, sodass dieser um einen Winkel gegenüber der vertikalen Achse „Z“ geneigt wird und die Betätigungselemente 2 bewegt werden und die assoziierte Funktion oder Funktionalität aktiviert wird;
- • Schubkonfiguration, in der auf den Bediengriff 1 eine Kraft ausgeübt wird, sodass dieser entlang der vertikalen Achse „Z“ insbesondere nach unten verschoben wird, wodurch die Betätigungselemente 2 bewegt werden und die assoziierte Funktion oder Funktionalität aktiviert wird.
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Vorzugsweise sind die Betätigungselemente 2 aus Kunststoffmaterial realisiert, um die Herstellungskosten zu reduzieren, was die Reduzierung des Zeitaufwands für deren Herstellung ermöglicht.
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In einer bevorzugten Ausführungsform weist die Stange 21 eine im Wesentlichen zylindrische Form auf und umfasst den Betätigungsabschnitt 212 im unterseitigen Teil. Dieser Betätigungsabschnitt 212 ist ausgelegt, um zumindest auf eine Blase zu wirken, vorzugsweise auf die erste Blase 41.
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In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst das Gelenkelement 22 einen Abschnitt mit einem im Wesentlichen kugeligen Profil, ausgelegt, um einen Drehpunkt oder ein Kugelgelenk zu realisieren, das die Aufgabe als Drehpunkt für die Betätigungselemente 2 erfüllt. Abgesehen davon, dass das Gelenkelement 22 den Abschnitt mit kugeligem Profil umfasst, mit dem der Hebel 23 gekuppelt wird, umfasst es zumindest einen zylindrischen Abschnitt, der diametral zum kugeligen Profil angeordnet ist, in dem die Bohrung 222 ausgebildet ist, in die die Stange 21 eingefügt wird. Wie bereits erwähnt, kann die Stange 21 in der Bohrung 222 entlang ihrer Längsachse verschoben werden.
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In einer alternativen Ausführungsform umfasst das Gelenkelement 22 einen Kardanabschnitt oder Centerless-Vorrichtungen oder sonstige Mechanismen, die ausgelegt sind, um den gewünschten Gelenkeffekt je nach Projektspezifikationen zu erreichen.
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Der Bedienhebel 23 umfasst einen Kupplungsabschnitt mit dem Gelenkelement 22, um eine fest verbundene Bewegung zu ermöglichen.
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In einer bevorzugten, jedoch nicht einschränkenden Ausführungsform weist der Stellhebel 23 eine Sternform mit einer Vielzahl an Armen auf. In der bevorzugten Ausführungsform weist der Hebel 23 eine Kreuzform mit vier Armen auf. Noch besser bevorzugt sind diese Arme paarweise entlang senkrecht zueinander angeordneter Achsen angeordnet, entsprechend den Bewegungsrichtungen des Bediengriffs 1.
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Alternative Ausführungsformen sehen eine andere Zahl an Armen vor, denen entsprechend mögliche Neigungsrichtungen des Bediengriffs 1 zugeordnet sind.
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Die Schieber 24 sind ausgelegt, um mit dem Betätigungshebel 23 bei seiner Schwenkbewegung in den verschiedenen Neigungen während der Betriebsneigungskonfiguration zu interagieren.
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In der bevorzugten Ausführungsform handelt es sich bei den Schiebern 24 um längliche Elemente, beispielsweise zylindrisch, die gegenüber der vertikalen Achse „Z“ ausgerichtet platziert sind und von einer Positionierungsstruktur in Position gehalten werden, beispielsweise den Bohrungen 74, die in den ersten Bindungselementen enthalten sind.
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Die zweiten Bohrungen 74, bei denen es sich vorzugsweise um Durchgangsbohrungen handelt, sind ausgelegt, um das Gleiten der Schieber 24 längs einer Richtung zu erlauben, die parallel zur vertikalen Achse „Z“ angeordnet ist.
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An einem Ende der Schieber 24 wirkt der Stellhebel 23, während das andere Ende der Schieber 24 auf Blasen lastet, beispielsweise den zweiten Blasen 42.
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Die Zahl der Blasen (41, 42, 43), die im elektronischen Umschalter im Allgemeinen und/oder im Band 3 enthalten sind, hängt von den Eigenschaften des Umschalters und den in diesem implementierten Funktionen oder Funktionalitäten ab.
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In einer ersten Ausführungsform befindet sich das Band 3 auf dem elektronischen Kreislauf 6 und umfasst eine erste Blase 41, die ausgelegt ist, um infolge der Wirkung der Stange 21 komprimiert zu werden und insbesondere gegen den Betätigungsabschnitt 212 anzuschlagen. Bei ihrem Zusammendrücken ist diese erste Blase 41 ausgelegt, um eine Funktion oder Funktionalität zu aktivieren, die erfindungsgemäß mit der Betriebsschubkonfiguration des Umschalters assoziiert ist, beispielsweise indem ein entsprechender Schalter 62 geschlossen wird.
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Dieses Band 3 umfasst zudem zweite Blasen 42, von denen eine jede ausgelegt ist, um sich infolge der Wirkung eines Schiebers 24 zusammenzudrücken, der jeweils vom Stellhebel 23 betätigt wird. Jede zweite Blase 42 ist bei ihrem Zusammendrücken ausgelegt, um eine Funktion oder Funktionalität zu aktivieren, die mit der Betriebsneigungskonfiguration des Griffs 1 assoziiert ist, beispielsweise indem ein entsprechender Schalter 62 geschlossen wird.
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Im Allgemeinen entspricht die Zahl der zweiten Blasen 42 der Zahl der Schieber 24, deren Zahl wiederum der der Arme entspricht, die im Stellhebel 23 enthalten sind, entsprechend den möglichen Neigungsrichtungen des Griffs 1. In der dargestellten Ausführungsform sind vier Arme im Stellhebel 23 und ebenso viele Schieber 24 und zweite Blasen 42 enthalten. Die räumliche Anordnung ist vorzugsweise symmetrisch. Noch besser sind diese zweiten Blasen 42 wie zum Beispiel in 1 dargestellt vier, von denen beispielsweise zwei parallel zu einer ersten Achse „X“ und zwei parallel zu einer zweiten Achse „Y“ angeordnet sind, wobei diese Achsen „X“ und „Y“ untereinander senkrecht sind und ihrerseits senkrecht zur vertikalen Achse „Z“ verlaufen. Ebenso sind zwei dieser Arme des Stellhebels 23 parallel zur ersten Achse „X“ und zwei parallel zur zweiten Achse „Y“ angeordnet.
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In der bevorzugten Ausführungsform, die zum Beispiel in 1 dargestellt ist, befindet sich die erste Blase 41 vorzugsweise am Überschneidungspunkt zwischen dem Segment, das die zweiten Blasen 42, die parallel zur ersten Achse „X“ angeordnet sind, zusammenfügt, und dem Segment, das die zweiten Blasen 42, die parallel zur zweiten Achse „Y“ angeordnet sind, zusammenfügt.
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Vorzugsweise ist die erste Blase 41 so ausgeführt, dass sie einen linearen Kraft-Weg-Verlauf aufweist und nicht dazu beiträgt, dem Nutzer, der auf den Griff 1 einwirkt, um die mit der Betriebsschubkonfiguration assoziierte Funktion zu aktivieren, eine taktile Rückmeldung zu liefern.
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In der bevorzugten Ausführungsform umfasst der Umschalter dritte Blasen 43, die ausgelegt sind, um dem Nutzer eine gewünschte taktile Rückmeldung zu liefern, wenn dieser auf den Bediengriff 1 einwirkt, um die Betriebsschubkonfiguration zu erreichen. In der bevorzugten Ausführungsform befinden sich die dritten Blasen 43 am Stellhebel 23 und bewegen sich fest verbunden mit diesem.
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Auf die dritten Blasen 43 wirken die Schubelemente 18, die im Griff 1 enthalten sind.
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Vorzugsweise an einer jeden ersten und zweiten Blase (41, 42) umfasst der elektronische Kreislauf 6 Schalter 62, die ausgelegt sind, um sich selektiv umzuschalten, insbesondere sich zu schließen, um einen Befehl, der einer spezifischen Funktion entspricht, zu aktivieren. In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst der elektronische Kreislauf 6 erste Kontakte des Schalters 62, während die zweiten Kontakte oberhalb der ersten Kontakte und/oder auf den Blasen (41, 42) angeordnet sind. Bei Zerfallen der Blasen (41, 42) treten diese zweiten Kontakte in Kontakt mit den ersten Kontakten, wodurch der entsprechende Schalter 62 umgeschaltet, beispielsweise geschlossen wird.
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Die Blasen (41, 42, 43), die vorzugweise aus Silikonmaterial ausgeführt sind, sind ausgelegt, um sich zusammenzudrücken, wobei sie aufgrund der auf sie ausgeübten Kompressionskraft nach einem vorgegebenen Kraft-Weg-Verlauf zerfallen. Diese Blasen können zur Wiederherstellung des Spiels der Betätigungselemente dabei kooperieren, und/oder den elektronischen Umschalter wieder in die Betriebsruhekonfiguration zurückzuführen. Während des Schubs des Hebels 23 mit dem Schieber 24 auf die jeweilige zweite Blase 42 oder der Wirkung der Schubelemente 18 auf die dritten Blasen 43 verformen sich die Blasen und speichern elastische Energie, die dazu beiträgt, den Umschalter wieder in die Betriebsruhekonfiguration zurückzuführen, nachdem der Nutzer keine Kraft mehr auf den Griff 1 ausübt.
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In einer möglichen Ausführungsform sind die Blasen so ausgestaltet, dass der Einfluss anderer Kräfte als der, die für ihre jeweilige Betätigung ausgeübt wird, eingeschränkt wird, wobei auch das Zusammendrücken der angrenzenden Blasen eingeschränkt wird, beispielsweise mittels einer radialen Abrundung.
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Im Allgemeinen ermöglicht das Silikonmaterial eine erhöhte Kontrolle der Bewegungen der Blasen und verbessert die Empfindlichkeit des Umschalters.
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Was die Funktionsdynamik einer möglichen Ausführungsform des elektronischen Joystick-Umschalters betrifft, wird der Bediengriff 1 erfindungsgemäß beim Wechsel von der Betriebsruhekonfiguration in die Betriebsneigungskonfiguration in eine Richtung geneigt, genauso wie sich die Stange 21, die in den Betätigungselementen 2 enthalten ist, neigt, indem auf das Gelenkelement 22 eingewirkt wird, das sich in seiner Aufnahme dreht, wodurch die Bewegung auf den Stellhebel 23 übertragen wird. Der Stellhebel 23 wird somit in dieselbe Neigungsrichtung wie der Bediengriff 1 geneigt, indem auf den dafür vorgesehenen Schieber 24 eingewirkt wird. Der Schieber 24, auf den der Hebel 23 wirkt, wirkt auf die entsprechende zweite Blase 42 und schiebt diese.
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Bei Erreichen des Neigungshubs des Bediengriffs 1, entsprechend einer vorgegebenen, auf die zweite Blase 42 ausgeübten Kraft, zerfällt diese nach einem vorgegebenen Verlauf der Silikonblasen, wobei die jeweilige Funktion betätigt wird, beispielsweise das Schließen eines Schalters 62.
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Beim Wechsel von der Betriebsruhekonfiguration in die Betriebsneigungskonfiguration verhindern die ersten Bindungselemente, dass die Stange 21 in der Bohrung 222 gegenüber ihrer Längsachse, insbesondere nach unten verschoben wird, da die Durchgangsbohrung 73 nicht mit der Bohrung 222, die im Gelenkelement 22 enthalten ist, ausgerichtet ist. In diesem Zustand endet zudem die Durchgangsbohrung 222 des Gelenkelements 22 am Aufnahmeabschnitt 72 der ersten Bindungselemente, was das Verschieben der Stange 21 längs ihrer Längsachse, insbesondere nach unten verhindert. Sobald der Umschalter seine Umschaltung von der Betriebsruhekonfiguration in die Betriebsneigungskonfiguration beginnt, verhindern die ersten Bindungselemente, dass sich der Umschalter in die Betriebsschubkonfiguration schaltet. Ein Drücken des Bediengriffs 1 entlang der Längsachse der Stange 21 bewirkt dann keine Bewegung, weder des Bediengriffs 1, noch der Stange 21, da deren Bewegung längs ihrer Längsachse behindert ist.
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In der Ausführungsform, in der der Aufnahmeabschnitt 72 eine Vielzahl an Führungen umfasst und insbesondere in einer Zahl gleich der Zahl der Arme des Stellhebels 23 und insbesondere in Kreuzform tritt die Stange 21 in eine der Führungen ein und verhindert zudem den Wechsel des Umschalters in eine Betriebsneigungskonfiguration mit einer anderen Neigungsrichtung.
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Beim Wechsel von der Betriebsruhekonfiguration in die Betriebsschubkonfiguration wird der Bediengriff 1 im Allgemeinen in eine Richtung entlang der vertikalen Achse „Z“ nach unten gedrückt. Ebenso bewegt sich die Stange 21 entlang ihrer Längsachse in eine Richtung, die mit der Richtung des Bediengriffs 1 übereinstimmt. Das Gelenkelement 22 bleibt im Wesentlichen unbeweglich, was der Stange 21 erlaubt, in der in ihm enthaltenen Bohrung 222 zu gleiten. Der Stellhebel 23 behält ebenfalls seine Position bei und wirkt auf keinen Schieber 24.
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Mit der Bewegung des Griffs 1 wird auch mindestens ein Schubelement 18, vorzugsweise zwei, bewegt. Dieses mindestens eine Schubelement 18 ist an den Griff 1 gebunden und bewegt sich fest mit diesem. Ein jedes Schubelement 18 ist ausgelegt, um auf eine jeweilige dritte Blase 43 zu wirken. Die dritte Blase 43 ist ausgelegt, um die gewünschte sensorische Rückmeldung während des auf den Bediengriff 1 erzeugten Schubs zu liefern.
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Bei Erreichen des einer vorgegebenen, auf die dritte Blase 43 ausgeübten Kraft entsprechenden Hubs, zerfällt diese nach einem vorgegebenen Verlauf der Silikonblasen.
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Beim Zerfallen der dritten Blase 43 kann die Stange 21 sich bewegen und in der Bohrung 222 gleiten, wobei sie auf die erste Blase 41 wirkt, die zerfällt, was die jeweilige Funktion betätigt, zum Beispiel das Schließen eines Schalters 62.
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Beim Wechsel von der Betriebsruhekonfiguration in die Betriebsschubkonfiguration binden die ersten Bindungselemente die Stange 21, die bei ihrem Gleiten in die erste Bohrung 73 eingefügt wird. Die in die erste Bohrung 73 eingefügte Stange 21 kann sich nicht neigen, da sie gebunden ist. Diese an der Stange 21 befindliche Bindung verhindert folglich jede Neigungsbewegung des Griffs 1. Daher können sich weder das Gelenkelement 22 noch der Betätigungshebel 23 drehen und neigen. Auf diese Weise wird der Hebel 23 daran gehindert, auf die Schieber 24 zu wirken, was die Wirkung auf die zweiten Blasen 42 verhindert. Der Griff 1 kann sich daher nicht gegenüber der vertikalen Achse „Z“ neigen.
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In einer alternativen Ausführungsform sind die zweiten Bindungselemente ausgelegt, um direkt die Bewegung des Bediengriffs 1 zu verhindern. In dieser Ausführungsform umfassen die zweiten Bindungselemente ein Anschlagselement 75, das mit dem Bediengriff 1 und insbesondere mit dem Nutring 14 assoziiert ist, sowie ein Feststellelement 76, das mit der oberseitigen Hülle 81 assoziiert ist.
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In der vorliegenden Ausführungsform, die beispielsweise in 5A-5C dargestellt ist, sind das Anschlagselement 75 und das Feststellelement 76 so ausgeführt, dass sie, wenn der elektronische Umschalter eine Betriebskonfiguration erreicht hat, bei der es sich entweder um die Schubkonfiguration oder die Neigungskonfiguration handelt, eine mechanische Arretierung realisieren, die den Bediengriff 1 daran hindert, sich zu bewegen, um die andere Betriebskonfiguration zu erreichen.
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In dieser Ausführungsform sind die Blasen so ausgestaltet, dass vermieden wird, dass eine versehentliche und/oder unkontrollierte Bewegung des Bediengriffs 1 ein absichtliches Zerfallen von einer oder mehreren Blasen bewirken kann. Indem die Ausgestaltung des Anschlagselements 75 und des Feststellelements 76 und eventuell der Blasen entsprechend geplant wird, besteht die Möglichkeit, die versehentliche Aktivierung von Funktionen oder Funktionalitäten aufgrund einer versehentlichen und/oder unkontrollierten Bewegung des Bediengriffs 1 zu vermeiden.
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In einer weiteren Ausführungsform des elektronischen Umschalters umfasst dieser sowohl die ersten Bindungselemente als auch die zweiten Bindungselemente, was eine Redundanz der mechanischen Bindungen schafft, um die versehentliche Aktivierung von Funktionalitäten zu verhindern, die anderen Bewegungsarten des Bediengriffs 1 angehören.
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Im Allgemeinen können die Betätigungselemente 2 und die Vielzahl an assoziierten Blasen in einem elektronischen Joystick-Umschalter angewandt werden, der die bisher beschriebenen Bindungselemente nicht umfasst, jedoch in jedem Fall innovative Aspekte gegenüber dem Stand der Technik beibehält.
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1 zeigt eine Explosionsdarstellung einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen elektronischen Joystick-Umschalters. 1 zeigt den Umschalter, umfassend eine oberseitige Hülle 81, umfassend eine Bohrung, aus der der Bediengriff 1 hervorsteht. Dieser Bediengriff 1 umfasst eine Anzeigeoberfläche 11, auf der Symbole oder Zeichen enthalten sind, die ausgelegt sind, um dem Nutzer zu ermöglichen, einige Informationen über die mit dem erfindungsgemäßen elektrischen Umschalter assoziierten Funktionen oder Funktionalitäten zu verstehen. Diese Anzeigeoberfläche 11 kann eine Oberfläche sein, die ausgelegt ist, um eine kapazitive Vorrichtung zu realisieren, die in der Lage ist, entsprechende Funktionen zu aktivieren, indem ein Abschnitt des Körpers des Nutzers wie beispielsweise ein Finger in die Nähe oder in Kontakt gebracht wird, wobei sie zu einer taktilen Aktivierungsoberfläche wird, beispielsweise mittels kapazitiver Schalter.
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Aus der Figur sind zudem eine Positionsanzeige 12 und mindestens ein Anschlagselement 13 ersichtlich, die ausgelegt sind, um den Nutring 14 in Position zu halten und dessen versehentliche Drehungen zu vermeiden sowie eine sensorische Rückmeldung während der Drehung des Nutrings zu liefern. Vorzugsweise sind zwei Anschlagselemente 13 enthalten, die ausgelegt sind, um beide auf die Positionsanzeige 12 zu wirken. Diese Anschlagselemente 13 sind ausgelegt, um axial auf die Positionsanzeigen 12 zu wirken, insbesondere parallel zur vertikalen Achse „Z“. Alternative Ausführungsformen, die ausgelegt sind, um denselben oben genannten technischen Effekt zu erhalten, können unter Nutzung von radial angeordneten Anschlagselementen 13 implementiert werden.
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In der dargestellten Ausführungsform umfasst das Anschlagselement 13 eine Feder, vorzugsweise eine Schraubenfeder, sowie ein vorzugsweise sphäroidisches Element, das ausgelegt ist, um an der Positionsanzeige 12 anzuschlagen, die in Form einer Scheibe realisiert ist.
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Der Nutring 14 ist vorzugsweise ausgestaltet, um die Anzeigeoberfläche 11, die Positionsanzeige 12 und das mindestens eine Anschlagselement 13 aufzunehmen. Am Nutring ist mittels eines Kugellagers 15 ein Halterungselement 16 montiert.
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An dieses Halterungselement 16 ist die Stange 21 gebunden. Die Stange 21 ist steif am Halterungselement 16 fixiert und bewegt sich fest verbunden mit diesem.
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Das Halterungselement 16 befindet sich an einem Befestigungselement 17, das ausgelegt ist, um die Befestigung der Teile des Bediengriffs 1 untereinander zu fixieren, was eine fest verbundene Bewegung ermöglicht und zudem dem Nutring 14 erlaubt, sich rund um die vertikale Achse „Z“ zu drehen.
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Dieses Befestigungselement 17 ist ausgelegt, um den Bediengriff 1 an die Hülle des elektronischen Umschalters und insbesondere an die oberseitige Hülle 81 und/oder den Stellhebel 23 der Betätigungselemente 2 zu binden.
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Die Stange 21 fügt sich in die Bohrung 222 des Gelenkelements 22 ein, das sich im von der unterseitigen Hülle 82 definierten Innenbereich befindet. In dieser unterseitigen Hülle 82 sind somit die Betätigungselemente 2 enthalten, u. a. der Stellhebel 23 und die Schieber 24.
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An mindestens zwei Abzweigen des Stellhebels 23 sind zwei dritte Blasen 43 positioniert.
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In der unterseitigen Hülle 82 ist auch der elektronische Kreislauf 6 enthalten, auf dem das Band 3 liegt, umfassend die erste Blase 41 und die zweiten Blasen 42. Der elektronische Kreislauf ist an der unterseitigen Hülle 82 fixiert.
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Zwischen der oberseitigen Hülle 81 und dem Band 3 sind die ersten Bindungselemente enthalten, umfassend die Halterungsstruktur 71, den Aufnahmeabschnitt und die erste Bohrung, die ausgelegt sind, um mit den Betätigungselementen 2 zu interagieren.
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Aus den Figuren werden die zweiten Bohrungen 74 ersichtlich, die ausgelegt sind, um die Schieber 24 aufzunehmen. Ein jeder dieser Schieber ist an einem Ende ausgelegt, um gegen einen jeweiligen Arm des Stellhebels 23 anzuschlagen, während er am anderen Ende ausgelegt ist, um an der jeweiligen zweiten Blase 42 anzuschlagen.
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Die ersten Bindungselemente sind auf einer Platte ausgebildet, die vorzugsweise aus Kunststoffmaterial realisiert und ausgelegt ist, um an der unterseitigen Hülle 82 oder an der oberseitigen Hülle 81 fixiert zu werden.
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Die oberseitige Hülle 81 wird schließlich mit der unterseitigen Hülle 82 zusammengebaut, wodurch der Umschalter auf einem Fahrzeug oder Boot positioniert werden kann.
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2A zeigt eine Draufsicht des Umschalters. Aus dieser Figur ist der Bediengriff 1 ersichtlich und insbesondere die Anzeigeoberfläche 11 und ein Teil des Nutrings 14, die über der oberseitigen Hülle 81 angeordnet sind. Die Ausgestaltung des Bediengriffs 1 und der Hülle dient lediglich als nicht einschränkendes Beispiel.
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2B zeigt den Umschalter aus 2A im Schnitt gegenüber der vertikalen Ebene A-A.
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Der elektronische Joystick-Umschalter befindet sich in der Betriebsruhekonfiguration und ist somit in der Lage in die Betriebsschubkonfiguration oder in die Betriebsneigungskonfiguration umzuschalten.
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Aus dieser Figur ist die bevorzugte Ausführungsform der Betätigungselemente 2 ersichtlich, die mit den ersten Bindungselementen gekuppelt sind.
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Die dargestellte Ausführungsform zeigt die reduzierte Zahl an Elementen, die ausgelegt sind, um dem elektrischen Joystick-Umschalter zu ermöglichen, die bisher beschriebenen technischen Effekte zu erzielen, indem eine mechanische Lösung genutzt wird und die Nutzung von elektronischen Steuerkreisen und/oder von elektronisch betätigten Stellern zu reduzieren.
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Aus der Figur ist ersichtlich, dass die Stange 21 an den Bediengriff 1 gebunden ist und sich so fest verbunden mit diesem bewegen kann, insbesondere bei geradlinigen Bewegungen entlang der vertikalen Achse „Z“ und der Neigungsachse.
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Aus der Figur zudem die Fixierung des Befestigungselements 17 des Bediengriffs 1 an der oberseitigen Hülle 81 und am Stellhebel 23 ersichtlich.
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Aus der Figur ist zudem ersichtlich, dass die Platte, die die ersten Bindungselemente umfasst, mit dem Stellhebel 23 interagiert und Bewegungen auf Ebenen verhindert, die parallel zu einer Ebene angeordnet sind, die durch die erste Achse „X“ und die zweite Achse „Y“ definiert ist.
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Aus dieser Figur ist die axiale Symmetrie der Betätigungselemente 2 gegenüber der vertikalen Achse „Z“ ersichtlich.
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2C zeigt den Umschalter aus 2A im Schnitt gegenüber der vertikalen Ebene B-B.
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Der elektronische Joystick-Umschalter befindet sich in der Betriebsruhekonfiguration und ist somit in der Lage in die Betriebsschubkonfiguration oder in die Betriebsneigungskonfiguration umzuschalten.
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Aus dieser Figur ist ein Paar Schubelemente 18 ersichtlich, von denen ein jedes ausgelegt ist, um auf eine dritte Blase 43 zu wirken. Die dritten Blasen 43 liegen auf zwei Abzweigen des Stellhebels 23.
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Der Stellhebel 23 wirkt auf die Schieber 24, von denen in dieser Abbildung nur ein Paar sichtbar ist. Diese Schieber 24 sind in den zweiten Bohrungen 74 aufgenommen, die in der Struktur der ersten Bindungselemente ausgebildet sind. Jeder Schieber 24 wirkt auf eine entsprechende zweite Blase 42.
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Die Stange 21, die an den Bediengriff 1 gebunden ist, ist in die Bohrung 222 des Gelenkelements 22 eingefügt, das in einer Aufnahme positioniert ist, die teils durch die oberseitige Hülle 81 in deren oberen Teil und durch die Haltestruktur 71 der ersten Bindungselemente definiert ist, sodass die Drehung des Gelenkelements 22 ermöglicht wird, wobei im Wesentlichen ein Kugelgelenk realisiert wird.
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Das distale Ende der Stange 21 umfasst den Betätigungsabschnitt 212, der ausgelegt ist, um an der ersten Blase 41 anzuschlagen. Die Kuppel der ersten Blase liegt zumindest teilweise in der ersten Bohrung 73, sodass sie am Betätigungsabschnitt 212 der Stange 21 während des Wechsels des erfindungsgemäßen elektronischen Umschalters in die Betriebsschubkonfiguration anschlägt. Aus dieser Figur ist zudem die Position der ersten Bohrung 73 ersichtlich, die sich im unteren Ende des Aufnahmeabschnitts 72 befindet, ausgebildet in der Haltestruktur 71.
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Die Betätigungselemente 2 und das Schubelement 18 sind so konstruiert und realisiert, dass sie in der Betriebsruhekonfiguration des Umschalters die Blasen (41, 42, 43), mit denen sie assoziiert sind, beispielsweise durch ihr Gewicht nicht zerfallen lassen.
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2D zeigt eine Vergrößerung der ersten Bindungselemente, die mit den Betätigungselementen 2 assoziiert sind, in der bevorzugten Ausführungsform.
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Anhand dieser Figur wird eine mögliche Ausführungsform des Gelenkelements 22 und der Haltestruktur 71 verständlich, die ausgelegt ist, um zumindest teilweise das Gelenkelement 22 aufzunehmen.
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Anhand der Figur werden die Ausgestaltung des Aufnahmeabschnitts 72 und die Ausgestaltung der ersten Bohrung 73 gegenüber der Stange 21 verständlich.
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3A zeigt einen Schnitt des Umschalters aus 2A gegenüber der Ebene B-B beim Wechsel in eine Betriebsschubkonfiguration, insbesondere in eine Zwischenkonfiguration zwischen der Ruhekonfiguration und der Schubkonfiguration.
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Aus dieser Figur ist ersichtlich, dass die Stange 21, sobald der Hub des Bediengriffs 1 beginnt, um die Betriebsschubkonfiguration des Umschalters zu erreichen, beginnt, sich in die erste Bohrung 73 einzufügen und beginnt, an der ersten Blase 41 anzuschlagen.
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In dieser Zwischenkonfiguration sind die dritten Blasen 43 noch nicht zerfallen, und daher ist die auf den Bediengriff 1, beispielsweise auf die Anzeigeoberfläche 11, ausgeübte Kraft noch nicht ausreichend, um den Umschalter in die Betriebsschubkonfiguration gelangen zu lassen.
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Auf der anderen Seite würde bereits in dieser Zwischenkonfiguration der etwaige Versuch, in eine Neigungskonfiguration zu wechseln, verhindert oder in jedem Fall zumindest teilweise behindert werden. Das Einfügen eines Teils der Stange 21 in die erste Bohrung 73 behindert den etwaigen Versuch, den Bediengriff 1 zu neigen.
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In derselben Abbildung ist ersichtlich, dass der Stellhebel 23 keine Kraft auf irgendeinen Schieber 24 ausübt, wodurch folglich außer der Gewichtskraft keine Kraft auf die zweiten Blasen 42 einwirkt.
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3B zeigt einen Schnitt des Umschalters aus 2A gegenüber der Ebene B-B beim Wechsel in eine Betriebsschubkonfiguration, insbesondere den Umschalter in der Betriebsschubkonfiguration.
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Aus dieser Figur ist deutlich zu sehen, dass die Stange 21, zumindest was den Betätigungsabschnitt 212 betrifft, in die erste Bohrung 73 eingefügt ist. In dieser Betriebskonfiguration sind die dritten Blasen 43 infolge des durch den Bediengriff 1 mittels der Schubelemente 18 ausgeübten Drucks zerfallen. Mit dem Zerfallen der dritten Blasen 43 hat der Griff eine Bewegung entlang der vertikalen Achse „Z“ nach unten vollzogen, wodurch die Stange 21 bewegt wurde, die das Zerfallen der ersten Blase 41 bewirkte, indem sie sich in die Bohrung 73 eingefügt hat.
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Mit dem Zerfallen der ersten Blase 41 schaltet der entsprechende Schalter 62 um und schließt seine Kontakte.
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In derselben Abbildung ist ersichtlich, dass der Stellhebel 23 weiterhin keine Kraft auf irgendeinen Schieber 24 ausübt, wodurch folglich außer der Gewichtskraft keine Kraft auf die zweiten Blasen 42 einwirkt.
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Da die Stange 21 in die erste Bohrung 73 eingefügt ist, kann der Bediengriff 1 in dieser Betriebskonfiguration keine Neigungsbewegung gegenüber der vertikalen Achse „Z“ durchführen.
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4A zeigt einen Schnitt des Umschalters aus 2A gegenüber der Ebene B-B beim Wechsel in eine Betriebsneigungs- oder -kippkonfiguration. Insbesondere zeigt sie den Umschalter in einer Zwischenkonfiguration zwischen der Ruhekonfiguration und der Neigungskonfiguration.
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Aus dieser Figur ist ersichtlich, dass die Stange 21, sobald der Hub des Bediengriffs 1 beginnt, um die Betriebsneigungskonfiguration zu erreichen, beginnt, sich zu neigen und sich daher aus ihrer Ausrichtungsposition zur Achse der ersten Bohrung 73 zu entfernen. Der Betätigungsabschnitt 212 beginnt, sich den Wänden des Aufnahmeabschnitts 72, der in der Haltestruktur 71 ausgebildet ist, zuzuwenden.
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Auch wenn dies nicht detaillier aus dieser Figur ersichtlich ist, beginnt der Betätigungsabschnitt 212 der Stange 21 darüber hinaus, sich in dieser Betriebskonfiguration in die entsprechende Führung einzufügen, die im Aufnahmeabschnitt 72 enthalten ist.
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In dieser Zwischenkonfiguration wirkt auf die dritten Blasen 43 außer der Gewichtskraft keine Kraft ein, daher wird die auf den Bedienhebel 1 ausgebübte Kraft nicht auf die dritten Blasen 43 übertragen, die der Bewegung des Stellhebels 23 folgen.
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Auf der anderen Seite würde bereits in dieser Zwischenkonfiguration der etwaige Versuch, in eine Schubkonfiguration zu wechseln, verhindert oder in jedem Fall zumindest teilweise behindert werden. Die Stange 21 ist nicht zur ersten Bohrung 73 ausgerichtet, und dies behindert den etwaigen Versuch, den Bediengriff 1 nach unten zu bewegen. Zudem würde in dieser Zwischenkonfiguration der etwaige Versuch, in eine andere Neigungskonfiguration mit einer anderen Neigungsrichtung zu wechseln, in jedem Fall verhindert oder zumindest teilweise behindert werden.
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In derselben Abbildung ist zu sehen, dass der Stellhebel 23 beginnt, sich in die Neigungsrichtung des Bediengriffs 1 zu neigen und beginnt, eine Kraft auf den entsprechenden Schieber 24 auszuüben und entsprechend beginnt, eine Kraft auf die entsprechende zweite Blase 42 auszuüben. Die auf die zweite Blase 42 ausgeübte Kraft ist noch nicht ausreichend, um deren Zerfallen und das entsprechende Schließen des assoziierten Schalters 62 zu bewirken.
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Auf der anderen Seite des Umschalters wirkt der Stellhebel 23 nicht mehr auf den anderen Schieber 24, da dieser sogar von diesem angehoben ist.
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4B zeigt einen Schnitt des Umschalters aus 2A gegenüber der Ebene B-B beim Wechsel in eine Betriebsneigungs- oder -kippkonfiguration, insbesondere den Umschalter in der Betriebsneigungskonfiguration.
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Aus dieser Figur ist deutlich zu sehen, dass die Stange 21 in der durch den Aufnahmeabschnitt 72 definierten Aufnahme positioniert und erheblich abweichend von der Ausrichtung zur Achse der ersten Bohrung 73 angeordnet ist. Entsprechend kann die erste Blase 41 nicht gedrückt werden, um den entsprechenden Schalter 62 zu schließen. In dieser Betriebskonfiguration sind die dritten Blasen 43 zudem nicht zerfallen, da keine Kraft ausgeübt wird, die mittels der Schubelemente 18 auf sie übertragen wird. Die dritten Blasen 43 folgen dem geneigten Verlauf des Stellhebels 23, auf dem sie positioniert sind.
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In dieser Betriebskonfiguration wird jegliches Gleiten entlang der Längsachse der Stange 21 und entsprechend auch des Bediengriffs 1 gegenüber derselben Richtung verhindert. Da die Stange 21 in die Wände des Aufnahmeabschnitts 72 eingreift und insbesondere nicht gegenüber der ersten Bohrung 73 ausgerichtet ist, kann der Bediengriff 1 in dieser Betriebskonfiguration keine Bewegung entlang der Längsachse der Stange 21 ausführen.
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Auch wenn dies nicht detaillier aus dieser Figur ersichtlich ist, ist der Betätigungsabschnitt 212 der Stange 21 vollständig in eine Führung eingeführt, wobei jeder Versuch, in eine andere Neigungskonfiguration mit anderer Neigungsrichtung zu wechseln, verhindert wird.
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In derselben Abbildung ist ersichtlich, dass der Stellhebel 23 geneigter ist als in der vorherigen 4A. Die Neigung des Stellhebels 23 entspricht im Wesentlichen der vom Bediengriff 1 eingenommenen Neigung.
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Der Stellhebel 23 übt weiterhin eine Kraft auf den entsprechenden Schieber 24 aus und folglich wird eine Kraft auf die entsprechende zweite Blase 42 ausgeübt, sodass diese zerfällt, wodurch insbesondere der entsprechende Schalter 62 geschlossen wird.
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Die 4A und 4B zeigen den Umschalter in der Betriebsneigungskonfiguration, dargestellt in einer spezifischen Neigungsrichtung des Bediengriffs 1. Diese Konfiguration ist auch für die anderen Neigungsrichtungen des Bediengriffs 1 anwendbar.
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Figura 5A zeigt in einem Schnitt eine alternative Ausführungsform des Umschalters, in der die zweiten Bindungselemente enthalten sind, in der sich der Umschalter in einer Betriebsruhekonfiguration befindet.
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Aus dieser Figur sind die zweiten Bindungselemente ersichtlich, in denen mindestens ein Anschlagselement 75 enthalten ist, assoziiert mit dem Bediengriff 1. In der dargestellten Ausführungsform ist das Anschlagselement 75 in einer Unterkante des Nutrings 14 ausgebildet. Das Feststellelement 76 ist an einem Profil realisiert, insbesondere einem Abschnitt, der über die oberseitige Hülle 81 hinausragt.
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In der dargestellten Ausführungsform sind die dritten Blasen 43 ausgestaltet, um einen Schalter in einem elektronischen Kreislauf zu realisieren, beispielsweise angebunden mittels flexiblen Flachkabeln an den elektronischen Kreislauf 6. Das Zerfallen der dritten Blase 43 ermöglicht das Umschalten und insbesondere das Schließen eines Schalters. Die dritten Blasen 43 werden von Schubelementen 18 betätigt. Die dritte Blase 43 ist an einem Arm des Stellhebels 23 positioniert.
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In der dargestellten Ausführungsform ist der Stellhebel 23 mit einer Vielzahl an Schieber 24 assoziiert, einem pro Arm des Stellhebels 23. Jeder Schieber 24 lastet auf einer jeweiligen zweiten Blase 42, die einen Schalter 62 mit dem elektronischen Kreislauf 6 realisiert.
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Diese Ausführungsform umfasst Betätigungselemente 2, die außer dem Stellhebel 23 auch ein Gelenkelement 22 und eine Stange 21 umfassen.
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An dieser Ausführungsform wird der Nutring 14 ersichtlich, der ausgelegt ist, um sich rund um die vertikale Achse „Z“ zu drehen, umfassend eine Positionsanzeige 12 und ein Anschlagselement 13.
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5B zeigt in einem Schnitt in einem Ausschnitt den Umschalter in einer Schubkonfiguration.
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Aus dieser Figur wird ersichtlich, dass der Bediengriff 1 entlang der vertikalen Achse „Z“ nach unten gedrückt wird. Diese dritte Blase 43 ist unter der mittels der Schubelemente 18 ausgeübten Schubkraft infolge der Ausübung einer Kraft auf den Bediengriff 1 zerfallen. Durch ihr Zerfallen ermöglicht die dritte Blase 43 einem Umschalter die Umschaltung und insbesondere das Schließen der Kontakte des Schalters.
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Aus der Figur wird ersichtlich, dass die zweite Blase 42 nicht zerfallen ist, da auf den Schieber 24 keine Kraft seitens des Stellhebels 23 ausgeübt wird.
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5B zeigt, dass das Anschlagselement 75 im Anschlag am Feststellelement 76 ist, das so ausgestaltet ist, dass der Bediengriff 1 nicht in die Betriebsneigungskonfiguration wechseln kann, da jede weitere Bewegung verhindert ist.
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5C zeigt in einem Schnitt in einem Ausschnitt den Umschalter in einer Neigungskonfiguration.
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Aus dieser Figur wird ersichtlich, dass der Bediengriff 1 geneigt ist, wobei dem Stellhebel 23 erlaubt wird, sich mittels der Betätigungselemente 2 entsprechend zu neigen. Die Neigung des Stellhebels 23 bewirkt, dass dieser auf den entsprechenden Schieber 24 wirkt, der auf die entsprechende zweite Blase 42 wirkt.
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Die Neigung des Bediengriffs 1 erfolgt so, dass der Druck auf die dritte Blase 43 mittels des Schubelements 18 ausgeübt wird. Die dritte Blase 43 folgt der Bewegung des Stellhebels 23 und zerfällt nicht.
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Dieses Anschlagselement 75 schlägt am Feststellelement 76 an, was keine Bewegung des Griffs 1 ermöglicht, um in die Betriebsschubkonfiguration zu gelangen.
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Erfindungsgemäß ermöglicht der Joystick-Umschalter die Aktivierung verschiedener Funktionen oder Funktionalitäten zu vermeiden, die mit unterschiedlichen Bewegungstypen des Bediengriffs 1 assoziiert sind, auch bei versehentlicher oder unkontrollierter Bewegung des Bediengriffs. Der Umschalter ist zudem so implementiert, dass er eine spezifische sensorische Rückmeldung je nach Art der verschiedenen Bewegungstypen liefert, die der Bediengriff absolvieren kann, wobei dem Nutzer eine präzise sensorische Rückmeldung geliefert wird.
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Die Betätigungselemente sind zudem ausgelegt, um die Möglichkeit versehentlicher Aktivierungen von mit dem Umschalter assoziierten Funktionen erfindungsgemäß noch mehr zu reduzieren.
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Der elektronische Umschalter ist mit einer reduzierten Zahl an Teilen reduziert, wobei mechanische Lösungen herangezogen werden, die die Reduzierung der Kosten für die Konstruktion, Realisierung und Montage des elektronischen Umschalters ermöglichen.
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Unbeschadet des Erfindungskonzepts können die Ausführungsformen und Einzelteile umfassend gegenüber der lediglich als nicht einschränkendes Beispiel dienenden Beschreibung und Darstellung variiert werden, ohne vom durch die beigefügten Patentansprüche definierten Schutzumfang abzuweichen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Bediengriff
- 11
- Anzeigeoberfläche
- 12
- Positionsanzeige
- 13
- Anschlagselement
- 14
- Nutring
- 15
- Lager
- 16
- Halterungselement (21)
- 17
- Befestigungselement
- 18
- Schubelement
- 2
- Betätigungselemente
- 21
- Stange
- 212
- Betätigungsabschnitt
- 22
- Gelenkelement
- 222
- Bohrung
- 23
- Bediengriff
- 24
- Schieber
- 3
- Band
- 41
- Erste Blasen
- 42
- Zweite Blasen
- 43
- Dritte Blasen
- 7
- Bindungselemente
- 71
- Haltestruktur
- 72
- Aufnahmeabschnitt
- 73
- Erste Bohrung
- 74
- Zweite Bohrungen
- 75
- Anschlagselement
- 76
- Feststellelement
- 6
- Elektronischer Kreislauf
- 62
- Schalter
- 81
- Oberseitige Hülle
- 82
- Unterseitige Hülle
- „X“
- Erste Achse
- „Y“
- Zweite Achse
- „Z“
- Vertikale Achse
